7月9日消息，一项理论与实验合作的研究，发现了二维结构中的新磁性能，这对自旋电子学新兴领域研究具有令人兴奋的潜力。自旋电子器件除了使用传统电子器件的电荷外，还使用一种称为自旋的量子特性。因此，自旋电子学有望实现具有显著增强功能的超高速低能电子设备。皇家墨尔本理工大学（RMIT University）和新南威尔士大学的研究发现，在由数层新颖的二维材料组成，被称为vdW异质结构的器件中，存在着从未见过的磁性能。最新结果表明，与传统的自旋电子学方法相比，vdW自旋电子学可以为器件提供更多的功能。进一步的研究可以产生具有重大工业应用价值的设备。二维(2-D)范德华(vdW)材料是新一代自旋电子器件的有效组成部分。

当用非磁性vdW材料(如石墨烯和/或拓扑绝缘体)分层时，可以组装vdW异质结构，以提供其他无法实现的器件结构和功能。科学家们研究了二维Fe3GeTe2 (FGT)，在之前的一项研究中，发现这种金属在自旋电子器件中具有很好的铁磁性，在材料中发现了一种前所未见的巨磁电阻(GMR)模式。

不像传统，已知的两个GMR状态(即高阻和低阻)发生在薄膜异质结构中，研究人员还测量了反对称GMR与一个额外，不同的中间电阻状态。这表明vdW铁磁异质结构与类似结构表现出本质上不同的性质，这一令人惊讶的结果，与之前关于GMR的观点相反。这表明vdW异质结构具有不同的物理机制，具有改进磁信息存储的潜力。理论计算表明，这三种电阻水平是石墨/FGT界面自旋动量锁定诱导自旋极化电流的结果。

合著者FLEET博士Cheng Tan说：这项工作对二维材料、自旋电子学和磁学的研究具有重大意义。这意味着传统的隧穿磁阻器件、自旋轨道转矩器件和自旋晶体管可能会得到重新研究，利用类似vdW异质结构来揭示类似的惊人特性，其研究成果研究发表在《科学进展》上。该实验的详细电子输运测量是由CI教授王兰(RMIT)和副主任亚历克斯·汉密尔顿教授(UNSW)领导的研究人员合作完成，使用的是由王兰教授团队在RMIT制造的异质结构和设备。